Verdacht bestätigt: Das Coronavirus SARS-CoV-2 kann auch die Zellen der menschlichen Netzhaut befallen und sich in ihnen vermehren. Das belegen nun Infektionstests mit Netzhautorganoiden. In diesen reicherten sich die Viren in den Sehsinneszellen und vor allem den Ganglien der Netzhaut an und vermehrten sich dort. Das könnte erklären, warum manche Covid-19-Patienten und von Long Covid Betroffene an Sehstörungen leiden.
Schon länger ist klar, dass das Coronavirus Sars-CoV-2 neben der Lunge, dem Herzen und anderen Organen auch das Nervensystem und sogar das Gehirn befallen kann. Die Folge können Riechstörungen, Konzentrationsschwächen, Gedächtnisstörungen und andere Symptome sein, die bei Neuro-Covid teilweise teilweise über Monate anhalten können.
Netzhaut-Organoid als Infektionsmodell
Auch das Auge scheint in manchen Fällen anfällig gegenüber einer Corona-Infektion zu sein. So gab es vereinzelt Berichte über Covid-19-Patienten, die während und nach ihrer akuten Infektion unter Sehstörungen litten. In einigen Autopsien von verstorbenen Patienten wurde zudem RNA der Coronaviren in der Netzhaut des Auges nachgewiesen. Weil dies aber nur Einzelfälle waren, blieb bisher unklar, ob und wie SARS-CoV-2 die menschliche Netzhaut befallen und schädigen kann.
Um dieser Frage nachzugehen, haben nun Yotam Menuchin-Lasowski vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und seine Kollegen das Infektionsgeschehen im Auge erstmals direkt verfolgt – an Netzhaut-Organoiden im Labor. Diese werden aus menschlichen Zellen gezüchtet, die zu Stammzellen reprogrammiert wurden. „„Unser Retina-Organoidsystem bildet die anatomisch komplexe Struktur der menschlichen Netzhaut erstaunlich gut nach“, sagt Yotam Menuchin-Lasowski. Für die Studie infizierten die Forschenden diese Organoide mit SARS-CoV-2 und beobachteten, was geschah.
Sehsinneszellen und Ganglien befallen
Das Ergebnis: Die Coronaviren konnten die Netzhaut-Organoide infizieren und sich in ihnen vermehren, wie steigende Virus-Titer in der Nährlösung verrieten. „Dies ist der erste Nachweis, dass sich SARS-CoV-2 in menschlichen Netzhautzellen repliziert“, sagt Koautor Thomas Rauen vom MPI für molekulare Biomedizin. Mithilfe von Fluoreszenzmarkern untersuchte das Team als nächstes, welche Zellen der Netzhaut befallen wurden.
Die Analysen ergaben, dass hauptsächlich zwei Zellschichten der Retina-Organoide infiziert wurden. „Zum einen befanden sich viele der N-Protein-angefärbten Zellen in der äußeren Körnerschicht der Organoide,“ berichtet Menuchin-Lasowski. In dieser Zellschicht liegen die Sehsinneszellen des Auges. Noch häufiger jedoch zeigten sich die Virensignatur in den Ganglienzellen der Netzhaut – den Schaltstationen, die die Reizsignale der Sehsinneszellen an den Sehnerv weiterleiten.
Ergänzende Untersuchungen zeigten zudem, dass die Infektion der Zellen mit SARS-CoV-2 auch Entzündungsreaktionen förderte. „Die Infektion der Retina-Organoiden resultierte in der Hochregulation mehrerer inflammatorischer Gene“, schreibt das Forschungsteam.
Schadbild passt zu den Symptomen
Damit belegen die Ergebnisse, dass das Coronavirus SARS-CoV-2 sowohl Sehsinneszellen als auch die Ganglienzellen der menschlichen Netzhaut befallen kann und sich in ihnen vermehrt. Vor allem der Befall von Ganglienzellen passt gut zu den Symptomen, die von Covid-19-Patienten berichtet wurden, darunter Schäden an der Ganglienzellschicht, aber auch Schwellungen des Sehnervs. Bisher war unklar, ob diese Symptome vielleicht nur indirekt auf das Virus zurückgehen, beispielsweise durch Schädigung der Blutgefäße.
„Unsere aktuelle Retina-Organoid Studie zeigt jedoch, dass eine Infektion mit SARS-CoV-2 direkte pathologische Folgen für die retinalen Ganglienzellen haben kann“, sagt Rauen. „Auch wenn Sehbehinderungen bei Patienten mit Covid-19 nicht häufig vorkommen, geben unsere Daten Grund zur Annahme, dass sogenannte Long-Covid-Symptome degenerative Erkrankungen der Netzhaut einschließen können.“ (Stem Cell Reports, 2022; doi: 10.1016/j.stemcr.2022.02.015)
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft
